Racjonalne nawożenie buraków cukrowych - połączenie tradycji i nowości Dr inż. Witold Szczepaniak

Transkrypt

1 Racjonalne nawożenie buraków cukrowych - połączenie tradycji i nowości Dr inż. Witold Szczepaniak Katedra Chemii Rolnej i Biogeochemii Środowiska Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

2 Jak buraki cukrowe powinny tworzyć plon? Fazy krytyczne.

3 Dobrze rozwijającą się plantację cechują: - szybkie i wyrównane wschody, Kontrolować należy każdy czynnik zakłócający wschody i początkowy wzrost roślin. Zakłócenia wywołuje zarówno nadmiernie zagęszczona gleba, wolne tempo jej ogrzewania, niedobór wody, zły siew, jak i nagromadzenie soli w następstwie stosowania dużych dawek nawozów wiosną, bezpośrednio przed siewem. - szybkie zakrycie rzędów, Decyduje o tym zarówno temperatura, opady, jak i zasobność gleby w składniki pokarmowe (nawożenie zlokalizowane, dokarmianie dolistne). - dynamiczny wzrost roślin, Okres ten obejmuje przedział od zakrycia rzędów do. - spadek masy liści z jednocześnie dynamicznym wzrostem masy korzenia, Spadek masy liści powinien rozpocząć się od 2 a najpóźniej od 3 dekady sierpnia (nie zawsze jest to możliwe - decyduje również pogoda).

4 plon korzeni, t ha-1 Model dojrzały tworzenia biomasy czynnik krytyczny - woda korzenie liście dni od siewu Grzebisz, 2011

5 plon korzeni, t ha-1 Model młodociany tworzenia biomasy korzenie liście dni od siew u Grzebisz, 2011

6 ZAPAMIĘTAJ!!! 1.Prawidłowe nawożenie roślin jest tylko jednym z czynników, który decyduje o plonie i jego jakości!!!

7 Pięć głównych - nadrzędnych czynników wzrostu rośliny uprawnej CO 2 światło Temperatura Grzebisz 2008 woda azot!!!!

8 Potencjał plonowania Potencjał plonotwórczy tej rośliny w krajach Europy Środkowej mieści się, przyjmując za kryterium: 1) plon korzeni w zakresie od 110 do 140 t ha -1 2) plon cukru w zakresie t ha -1 (Kenter i in., 2006).

9 Jak efektywnie nawozić azotem? - wysokość plonu; - jakość plonu; środowisko naturalne; - produktywność azotu; - rachunek ekonomiczny;

10 Zbilansowane nawożenie roślin uprawnych W uprawie roślin wymagających, rolnik musi kontrolować plonotwórcze działanie azotu poprzez: A. Eliminację czynników w minimum : 1. Regulację odczynu, 2. Ustalenie optymalnego systemu nawożenia P i K; B. Optymalizację nawożenia azotem: 1. Racjonalne ustalenie dawki nawozowej azotu, 2. Zwiększanie efektywności plonotwórczej pobranego azotu nawozowego: - bilansowanie azotu składnikami drugoplanowymi; - profilaktyczne stosowanie mikroelementów. dawka N Optymalizacja N = ph, P K Ca Mg S Na B Mn Zn Cu Mo Fe Cl ochrona

11 Gatunek rośliny uprawnej Przerośnięcie gleby korzeniami tzw. gęstość korzeni Gęstość, cm cm 3 Fasola 0,2 2,0 Ziemniak 1 2 Burak cukrowy 1 2 Rzepak ozimy 4 5 Kukurydza 3 4 Zboża 4 5(8) Trawy 3 20

12 Warunki uprawy a struktura gleby

13 Skutki szkodliwego zagęszczenia gleby Wahania plonu i straty! Podwyższone koszty uprawy i nawożenia Erozja wodna Płytki profil glebowy Powolne ogrzewanie się gleby Słabe napowietrzenie Zastoiska wodne Słabe ukorzenienie Nadmierna wilgotność Mało efektywne wykorzystanie podglebia

14 Odczyn Optymalny zakres odczynu gleby dla wybranych roślin uprawnych Roślina uprawna Zakres ph Roślina uprawna Zakres ph Jęczmień 6,5-7,0 Pszenica 5,5-7,0 Buraki cukrowe 6,0-7,0 (6,5-7,0) Pszenżyto 5,5-7,0 Rzepak ozimy 6,0-7,0 Ziemniaki 5,0-6,5 Kukurydza 6,0-7,0 Owies 4,5-6,5 Groch 6,0-7,0 Żyto 4,5-6,5

15 1. Główny: Cele wapnowania 1. Wzrost plonów roślin uprawnych!!! 2. Zmniejszenie kosztów!!! 2. Cząstkowe: Usunięcie toksyczności glinu, manganu i żelaza. Wzrost aktywności fizjologicznej rośliny. Poprawa struktury gleby. Uruchomienie składników mineralnych. Wzrost aktywności biologicznej gleby.

16 Odczyn gleby (ph) a aktywność mikroorganizmów Nadmiar kwaśnych kationów w glebie zmniejsza aktywność mikroorganizmów: 1. Rozkładających resztki roślinne (amonifikacja); zmniejszenie szybkości uwalniania składników mineralnych z resztek roślinnych i nawozów naturalnych wprowadzanych do gleby; 2. Utleniających azot amonowy do azotanów (nitryfikacja); gorsze zaopatrzenie roślin uprawnych w azot i w rezultacie wolniejszy wzrost roślin; 3. Wiążących azot atmosferyczny (azotobakter, większość bakterii żyjących w symbiozie z roślinami wyższymi). Optymalne przedziały odczynu niektórych procesów i grup mikroorganizmów Procesy mikrobiologiczne, mikroorganizmy ph Amonifikacja 6,5 8,5 Nitryfikacja 6,9 8,0 Azotobakter 7,0 7,8

17 Buraki cukrowe a niski odczyn gleby (gleba lekka)

18 Buraki cukrowe a niski odczyn gleby

19 Terminy wapnowania w technologii uprawy i nawożenia buraków cukrowych nawożenie obornikiem dokarmianie N, Mg + mikroelementy optymalny nawożenie P, K, Mg nawożenie P, K, Mg, Na konieczny nawożenie N, P, K, Mg, Na ratujący plon nawożenie azotem nawożenie obornikiem przedplon uprawa pożniwna uprawa przedsiewna wegetacja

20 Szybkość odkwaszania Dolomit Kreda polska Powiększenie x 100

21 Szybkość odkwaszania Dolomit Kreda polska Powiększenie x 2000

22 Szybkość odkwaszania Dolomit Kreda polska Powiększenie x

23 POTRZEBY POKARMOWE

24 Pobranie składników pokarmowych przez buraki cukrowe - plon 60 t/ha Organ rośliny Składniki pokarmowe, kg ha -1 azot fosfor potas sód magnez wapń Korzenie Liście Pobranie całkowite Pobranie jednostkowe 4,0 1,5 6,5 2,0 0,9 1,0 (3,5-6,5) (1,2-2,0) (5-8) (1,2-2,5) (0,7-1,1) (0,8-1,5) Pobranie względem N 1 0,37 1,63 0,50 0,23 0,25

25 Pobranie składników pokarmowych przez buraki cukrowe, kg/t korzeni + liście

26

27 Wartości stosunku N : K dla dwóch roślin plonujących na różnych poziomach Roślina Plon i pobranie składników t ha -1 N, kg ha 1 K 2 O ha -1 t ha -1 N, kg ha 1 K 2 O ha -1 Burak 1 cukrowy N : K 1 : 1 K : N 1 : 1,33 1 GRZEBISZ, dane niepublikowane;

28 Akumulacja azotu i potasu w fazie 6-tego liścia a plony korzeni Zasobność gleby w potas Biomasa siewek g/m 2 Zawartość N % Zawartość K % Stosunek N/K Plon korzeni t/ha Wysoka 23,2 4,15 6,09 0,68 62,3 Niska 12,6 3,62 4,69 0,77 50,3 1 Musolf i in., 2004

29 Dynamika pobierania azotu i potasu przez burak cukrowy

30 akumulacja potasu, kg K2O ha-1 absolutna szybkośc akumulacji potasu, ASA-K, kg K2O ha-1 d-1 Wskaźniki dynamiki akumulacji potasu K2O ASA-K dni od wschodów

31 plony korzeni, t ha-` Woda, potas i plony buraków, K- K warunki naturalne nawadnianie susza w lipcu susza w sierpniu warianty gospodarki wodnej Musolf, 2004

32 NAWOŻENIE POTASEM I FOSFOREM REGULACJA ZASOBNOŚCI GLEBY W POTAS I FOSFOR

33 Klasy zasobności przyswajalnego fosforu i potasu w glebie, mg/100g gleby Klasa zasobności P 2 O 5 K 2 O Kategoria agronomiczna gleb b. lekkie lekkie średnie ciężkie b. niska niska średnia wysoka b. wysoka <5,0 5, , ,1-20 >20 <2,5 2,5-7,5 7,6-12,5 12,6-17,5 >17,6 <5,0 5, , ,1-20 >20,1 <7,5 7,6-12,5 12, ,1-25 >25,1 <10 10, , ,1-30 >30,1

34 Liczby graniczne i ocena zawartości przyswajalnego potasu w glebach mineralnych, mg K 2 O 100g gleby -1 - metoda Egnera-Riehma Ocena i klasa zawartości kategoria agronomiczna gleb bardzo lekkie lekkie średnie ciężkie bardzo niska - V do 2,5 do 5,0 do 7,5 do 10,0 niska - IV 2,5-7,5 5,1-10,0 7,6-12,5 10,1-15,0 średnia - III 7,6-12,5 10,1-15,0 12,6-20,0 15,1-25,0 wysoka - II 12,6-17,5 15,1-20,0 20,1-25,0 25,1-30,0 bardzo wysoka - I od 17,6 od 20,1 od 25,0 od 31,0 - przedział optymalny dla roślin liściastych - przedział optymalny dla zbóż

35 plony cukru białego, % Plony cukru, jako funkcja zasobności gleby w potas % - 11,5 t/ha punkt krytyczny punkt optymalny Zasobnośc gleby w potas przyswajalnych (glebowy + nawozowy) mg/kg gleby Wojciechowski, 2002

36 Wartość nawozów naturalnych i organicznych

37 Przykładowy bilans nawozowy fosforu i potasu w zmianowaniu Elementy bilansu Składniki pokarmowe Fosfor, P 2 O 5 Potas, K 2 O Potrzeby Dopływ Potrzeby Dopływ Potrzeby pokarmowe, suma (39) (360) Buraki cukrowe, 55 t/ha korzenie liście Jęczmień jary, 5 t/ha Ziarno słoma Kukurydza, 10, t/ha ziarno Słoma Pszenica ozima, 7 t/ha Ziarno Słoma (0) (0) Saldo bilansowe -252 (269) -273 (480) Potrzeby nawozowe 252 (269) 273 (480) Obornik 30 t/ha Potrzeby nawozowe netto (0) (0)

38 Dawka nawozowa azotu metoda N min D N = (P N ip ) [N min + N k ] D N = (P N ip ) 1,5-1,75[N min ] gdzie: D N P N ip N min N k - dawka azotu, kg N/ha; - plon korzeni, t/ha; - indeks pobrania azotu, kg N t korzeni + odpowiednia masa liści; - zawartość azotu mineralnego w glebie w warstwie 0-90 cm, przed siewem; - korekta dawki azotu.

39 Obliczenie dawki azotu metodą N min Dane: 1. Zakładany plon korzeni, P = 60 t ha -1 ; 2. Pobranie jednostkowe azotu, P Nj = 4 kg t -1 ; 5 kg; 3,5 kg 3. Zawartość azotu mineralnego w warstwie 0-90 cm, N min = 60 kg N ha -1 ; Obliczenia: a. D N = (60 4) - 1,5 60 = = 150 kg N ha -1 b. D N = (60 4) - 1,75 60 = = 135 kg N ha -1

40 Wyznaczanie dawki azotu dla buraków cukrowych metoda bilansową - plon korzeni 60t ha -1 Składniki bilansu Warianty bez obornika z obornikiem Pobranie azotu, kg N ha ,0 240,0 Azot mineralny w glebie wiosną, kg N ha -1-40,0-40,0 Mineralizacja N glebowego, kg N ha -1-90,0-90,0 Azot uwolniony z obornika, kg N ha -1 0,0-50,0 Suma wartości ujemnych (2+3+4) -130,0-180,0 Saldo bilansowe (1-5), kg N ha ,0 60,0 Współczynnik wykorzystania azotu 0,70 0,70 Dawka azotu - zaokrąglona (6:7), kg N ha ,0 90,0 Grzebisz modyfikacja

41 Zawartość azotu w glebie Dynamika jego uwalniania

42 Pobieranie azotu, (kg/ha) Mineralizacja N organicznego a potrzeby nawozowe roślin uprawnych - dynamika Pobieranie N rzepak ozimy Pobieranie N buraki Pobieranie N pszenica Mineralizacja N susza nadmiar wody III IV V VI VII VIII IX X sezon wegetacyjny, kolejne miesiące

43 Potencjał gleby do mineralizacja azotu Przykład: 1) zawartość węgla organicznego w glebie, C org = 1% (1,72% próchnicy) 0,1%N kg 0,001 = 3000 kg N/ha 2) tempo mineralizacji azotu organicznego gleby: a. 1,0%/rok 30 kg N/ha; b. 1,5%/rok (wartość średnia) 45 kg N/ha; c. 2%/rok (lata optymalne, wilgotne) 60 kg N/ha d. 3%/rok (lata optymalne, wilgotne) 90 kg N/ha.

44 Zawartość próchnicy w glebach Polski (wg IUNG) Gleba Zawartość próchnicy, % wartości ekstremalne średnio Gleby bielicowe Gleby brunatne Gleby płowe Czarne ziemie Czarnoziemy Mady próchniczne Rędziny czarnoziemne 1,1 2,0 0,7 5,0 0,7 3,6 1,1 10,2 1,7 5,3 1,8 8,0 2,0 7,3 1,5 1,8 1,7 3,2 2,6 3,7 3,6

45 Zależność między składem mechanicznym gleby a zawartością próchnicy (dane z kilkuset gospodarstw) skład mechaniczny gleby piasek luźny, piasek słabogliniasty piasek gliniasty lekki piasek gliniasty mocny glina lekka glina średnia glina ciężka ił wzrost udziału cząstek spławialnych zawartość próchnicy, % 1,36 1,52 1,79 1,98 2,56 3,04 4,56 Istnieje korelacja między zawartością cząstek spławialnych i zawartością próchnicy!!!

46 Kontrola efektywności azotu Profilaktyka: magnez, siarka i mikroelementy

47 Niedobór magnezu

48 Niedobór magnezu

49 - Mg + Mg Mean for N Yield of roots t/ha Nawożenie magnezem a plony Mean for Mg Rate of N kg/ha - Mg + Mg Mean for N

50 - Mg Yield of sugar t/ha Nawożenie magnezem a plony 10 9,5 9 8,5 8 7,5 7 Foliar application: - Mg + Mg 6,5 6 Mean for Mg Rate of N kg/ha

51 Dolistne dokarmianie buraka cukrowego magnezem a plony korzeni i cukru korzenie dt/ha 800 korzenie cukier cukier dt/ha kontrola I. 6-ty liść II. zwarcie rzędów* I. + II. Terminy dolistnego nawożenia magnezem 50

52 Współdziałanie azotu i magnezu a plony korzeni i cukru Plon i jakość korzeni Yield and its quality Dawki azotu, N rates, kg N/ha (+ Mg) (- Mg) Plon korzeni t/ha / Yield of roots 52,94 57,40 Zawartość cukru % / Sugar content 18,36 16,59 N -aminowy / Mmol/100 g miazgi 1,86 3,88 K mmol/100 g miazgi 4,05 3,70 Na mmol/100 g miazgi 1,02 0,82 Straty % / Sugar losses 2,12 2,55 Cukier technologiczny, % / Recoverable sugar 16,24 14,04 Plon cukru t/ha / Recoverable sugar yield 8,597 8,059

53 Klasy zasobności w magnez Klasa zasobności Kategoria agronomiczna Bardzo lekka lekka średnia ciężka Bardzo niska do 1,0 do 2,0 do 3,0 do 4,0 Niska 1,1 2,0 2,1 3,0 3,1 5,0 4,1 6,0 Średnia 2,1 4,0 3,1 5,0 5,1 7,0 6,1 10,0 Wysoka 4,1 6,0 5,1 7,0 7,1 9,0 10,1 14,0 Bardzo wysoka od 6,1 od 7,1 od 9,1 od 14,1 Wartość krytyczna 5,0 5,0-6,0 6,0-8,0 8,0-10,0

54 Bieżący problem - siarka Ochrona środowiska wywołała problem nawożenia siarką; Potrzeby pokarmowe 0,6-0,8 kg S/tonę korzeni + liście

55 Ilość kationów wprowadzona na hektar Czynnik Suma moli Suma kationów kg Dawka kationów, kg/ha K 2 O MgO Na NP NPK ,0 150,0 0,0 0,0 NPK ,65 114,0 17,1 8,55 NPK ,6 28,6 13,0 52,0 NPK ,75 68,85 14,85 31,05

56 Plon korzeni, t/ha - Donatowo

57 Plon technologiczny cukru, t/ha - Donatowo

58 Plon korzeni, t/ha - Bodzewo

59 Plon technologiczny cukru, t/ha - Bodzewo

60 Mikroskładniki Działania profilaktyczne!!! interwencyjne???

61 Główne funkcje mikroelementów w roślinie - ogólne fotosynteza Fe, Cu, Mn, Zn, Mo, Cl choroby Fe, Mn, Cu, B, Zn mikroelementy hormony Zn, Mn, Cu, B gospodarka azotem Mn, Cu, Zn, Mo

62 Elementy strategii nawożenia roślin mikroelementami: 1. Czynniki definiujące/kontrolujące dostępność mikroskładników z gleb uprawnych 2. Preferencje (wrażliwość) rośliny względem określonych mikroelementów; 3. Nawozy mikroelementowe; 4. Terminy i techniki stosowania nawozów.

63 Czynniki kształtujące dostępność mikroelementów: 1. Glebowe zawartość formy przyswajalnej (rozpuszczalnej) zawartość materii organicznej zawartość minerałów ilastych odczyn wilgotność gleby - dostępność a wymywanie (B, Mn, Mo) antagonizm i synergizm z innymi jonami 2. Roślinne wrażliwość roślin gatunek/odmiana; aktywność fizjologiczna korzeni roślin (zakwaszanie rizosfery - rzepak ozimy) 3. Agrotechniczne zmianowanie nawożenie (profil gospodarstwa produkcja obornika) współdziałanie ochrony roślin i nawożenia mikroelementami

64 Preferencje poszczególnych gatunków Wrażliwość roślin na niedobory mikroskładników Roślina Mn Cu Zn B Fe Mo Pszenica Jęczmień Rzepak Kukurydza Ziemniaki Buraki cukrowe Wrażliwość bardzo niska - objawy w zasadzie nie występują 2. Wrażliwość mała - niedobory ujawniają się rzadko najczęściej w formie utajonej 3. Wrażliwość umiarkowanie duża - wyraźna reakcja roślin, lecz objawy rzadko widoczne (głównie w niekorzystnych warunkach) 4. Wrażliwość duża - bardzo silna reakcja, widoczne objawy niedoboru

65 Czy wystarczy sam obornik?

66 Wartość nawozowa obornika Składnik B Cu Mn Mo Zn g/t ś.m. 5,30 5,00 65,00 0,43 35,00

67 Buraki cukrowe Bor, mangan, cynk

68 Deformacja liści

69 Początkowe objawy zamierania liści sercowych

70 Nawożenie buraków borem Termin: od fazy 4-5 liści do zwarcia rzędów (2 tyg. po...) Dawka: Buraki z plonem 60 t/ha pobierają: g B

71 Fot. K. Frąckowiak-Pawlak Niedobór manganu

72 Fot. K. Frąckowiak-Pawlak Niedobór manganu

73 Przybliżone pobranie mikroskładników przez buraki cukrowe, w g/1 tonę korzeni + liście B Mn Zn Cu 8,0-12,0 6,0-10,0 4,0-8,0 0,8-1,6 różne źródła - opracowanie własne

74 Buraki cukrowe polepszacze glebowe, biostymulatory itp.???

75 Plon cukru w następstwie szczepienia gleby mikroorganizmami Wariant Lokalizacja Średnia Obra Nowa Dalewo Pogorzałki Bielawy Pogorzelskie NPK 8,37 8,96 9,44 10,09 9,215 NPK + Mi 9,87 9,53 10,52 11,69 10,402 1 (KCHR, UP Poznań); Mi gleba szczepiona mikroorganizmami

76 Doświadczenia Testowane warianty Plon korzeni, t/ha Polaryzacja, % Plon cukru, t/ha kontrola Bio 84,65 15,32 10,61 84,25 15,37 10,82 Testowane warianty Plon korzeni, t/ha Polaryzacja, % Plon cukru, t/ha kontrola Bio I Bio II 91,06 17,88 14,10 91,77 17,84 14,30 92,16 17,52 13,77

77 Dziękuję bardzo za uwagę!!!